خشب

يُنتج الخشب، بالمعنى الدقيق، من الأشجار التي يزداد قطرها نتيجة تكوّن طبقات خشبية جديدة بين الخشب الموجود واللحاء الداخلي ، تُغلّف الجذع بأكمله والفروع الحية والجذور. تُعرف هذه العملية بالنمو الثانوي ؛ وهي ناتجة عن انقسام الخلايا في الكامبيوم الوعائي ، وهو نسيج إنشائي جانبي، وما يتبعه من تمدد للخلايا الجديدة. ثم تُشكّل هذه الخلايا جدرانًا خلوية ثانوية سميكة، تتكون أساسًا من السليلوز والهيميسليلوز واللجنين .

في المناطق التي تتباين فيها الفصول بشكلٍ واضح، كما هو الحال في نيوزيلندا ، قد يحدث النمو وفق نمط سنوي أو موسمي محدد، مما يؤدي إلى ظهور حلقات النمو ؛ وعادةً ما تكون هذه الحلقات أكثر وضوحًا على طرف جذع الشجرة، ولكنها تظهر أيضًا على الأسطح الأخرى. إذا كان التباين بين الفصول سنويًا (كما هو الحال في المناطق الاستوائية، مثل سنغافورة )، تُسمى حلقات النمو هذه بالحلقات السنوية. أما في المناطق التي يقل فيها التباين بين الفصول، فمن المرجح أن تكون حلقات النمو غير واضحة أو غائبة. وإذا أُزيل لحاء الشجرة في منطقة معينة، فمن المحتمل أن تتشوه الحلقات مع نمو النبات فوق مكان الندبة.

إذا وُجدت اختلافات داخل حلقة النمو، فإن الجزء الأقرب إلى مركز الشجرة، والذي يتشكل في بداية موسم النمو عندما يكون النمو سريعًا، يتكون عادةً من عناصر أعرض. ويكون لونه عادةً أفتح من الجزء القريب من الحافة الخارجية للحلقة، ويُعرف باسم خشب الربيع. أما الجزء الخارجي الذي يتشكل لاحقًا في الموسم فيُعرف باسم خشب الصيف. ^{[ 12 ]} توجد اختلافات كبيرة، اعتمادًا على نوع الخشب. إذا نمت الشجرة طوال حياتها في العراء، وبقيت ظروف التربة والموقع دون تغيير، فإنها ستحقق أسرع نمو لها في صغرها، ثم تتراجع تدريجيًا. تكون حلقات النمو السنوية عريضة لسنوات عديدة، لكنها تصبح أضيق فأضيق فيما بعد. وبما أن كل حلقة لاحقة تتشكل على السطح الخارجي للخشب المتكون سابقًا، فإنه يترتب على ذلك أنه ما لم تزد الشجرة إنتاجها من الخشب بشكل ملحوظ من عام إلى آخر، فلا بد أن تصبح الحلقات أرق مع ازدياد عرض الجذع. وعندما تصل الشجرة إلى مرحلة النضج، يصبح تاجها أكثر انفتاحًا، ويقل إنتاجها السنوي من الخشب، مما يقلل من عرض حلقات النمو بشكل أكبر. في حالة الأشجار التي تنمو في الغابات، يعتمد الكثير على تنافس الأشجار في سعيها للحصول على الضوء والغذاء، ما قد يؤدي إلى تعاقب فترات النمو السريع والبطيء. بعض الأشجار، مثل أشجار البلوط الجنوبية ، تحافظ على نفس عرض حلقات النمو لمئات السنين. وبشكل عام، كلما ازداد قطر الشجرة، قلّ عرض حلقات النمو.

مع نمو الشجرة، غالبًا ما تموت الأغصان السفلية، وقد تُغطى قواعدها بطبقات متتالية من خشب الجذع، مُشكّلةً نوعًا من العيوب يُعرف بالعقدة. قد لا يكون الغصن الميت متصلًا بخشب الجذع إلا عند قاعدته، وقد يسقط بعد تقطيع الشجرة إلى ألواح. تؤثر العقد على الخصائص التقنية للخشب، وعادةً ما تُقلل من قوة الشد، ^{[ 13 ]} ولكن يمكن استغلالها لأغراض جمالية. في لوح مقطوع طوليًا، تظهر العقدة كقطعة خشبية دائرية صلبة تقريبًا (عادةً ما تكون داكنة اللون) يلتف حولها نسيج باقي الخشب (ينفصل ويتصل). داخل العقدة، يختلف اتجاه نسيج الخشب (اتجاه الألياف) بزاوية تصل إلى 90 درجة عن اتجاه نسيج الخشب العادي.

في الشجرة، تكون العقدة إما قاعدة فرع جانبي أو برعمًا كامنًا. وتكون العقدة (عندما تكون قاعدة فرع جانبي) مخروطية الشكل (ومن هنا المقطع العرضي الدائري تقريبًا)، حيث تقع قمتها الداخلية عند النقطة التي كان يوجد عندها الكامبيوم الوعائي للنبات في قطر الساق عندما تشكل الفرع كبرعم.

في تصنيف الأخشاب والأخشاب الإنشائية ، تُصنف العقد وفقًا لشكلها وحجمها ومتانتها وقوة تماسكها. وتتأثر هذه القوة، من بين عوامل أخرى، بمدة بقاء الفرع ميتًا بينما استمر الجذع المتصل به في النمو.

تؤثر العقد الخشبية بشكل كبير على التشققات والالتواءات، وسهولة تشكيل الخشب، وقابليته للانقسام. فهي عيوب تُضعف الخشب وتُقلل من قيمته في التطبيقات الإنشائية حيث تُعد المتانة عاملاً مهماً. ويكون تأثير الضعف أشدّ وطأةً عندما يتعرض الخشب لقوى عمودية على اتجاه الألياف و/أو قوى شد، مقارنةً بتعرضه لأحمال موازية لاتجاه الألياف و/أو قوى ضغط . ويعتمد مدى تأثير العقد على متانة العارضة على موقعها وحجمها وعددها وحالتها. فالعقدة الموجودة على الجانب العلوي تتعرض للضغط، بينما تتعرض العقدة الموجودة على الجانب السفلي للشد. وإذا كان هناك تشقق موسمي في العقدة، كما هو شائع، فإنها ستُبدي مقاومة ضئيلة لهذا الإجهاد الشدّي. وقد توجد العقد الصغيرة على طول المستوى المحايد للعارضة، مما يزيد من متانتها بمنع القص الطولي . وتكون العقد في اللوح الخشبي أقل ضرراً عندما تمتد عبره بزاوية قائمة على أوسع سطح له. أما العقد التي تظهر بالقرب من نهايات العارضة فلا تُضعفها. العقد الصوتية التي تحدث في الجزء المركزي على بعد ربع ارتفاع العارضة من أي من الحافتين لا تعتبر عيوبًا خطيرة.

لا تؤثر العقد بالضرورة على صلابة الأخشاب الإنشائية؛ إذ يعتمد ذلك على حجمها وموقعها. وتعتمد الصلابة والمرونة بشكل أكبر على سلامة الخشب نفسه أكثر من اعتمادها على العيوب الموضعية. وتتأثر قوة الكسر بشدة بالعيوب. ولا تُضعف العقد السليمة الخشب عند تعرضه للضغط الموازي للألياف.

في بعض التطبيقات الزخرفية، قد يكون الخشب ذو العقد مرغوبًا لإضفاء لمسة جمالية. أما في التطبيقات التي يُطلى فيها الخشب ، مثل ألواح الحواف، وألواح الواجهات، وإطارات الأبواب، والأثاث، فقد تستمر الراتنجات الموجودة في الخشب بالتسرب إلى سطح العقدة لأشهر أو حتى سنوات بعد التصنيع، فتظهر على شكل بقعة صفراء أو بنية. قد يُسهم استخدام طلاء أو محلول خاص بالعقد (مادة معالجة العقد)، عند تطبيقه بشكل صحيح أثناء التحضير، في الحد من هذه المشكلة، ولكن يصعب التحكم بها تمامًا، خاصةً عند استخدام الأخشاب المجففة في الأفران والمنتجة بكميات كبيرة.

الخشب الصلب (أو الصلابة ^{[ 15 ]} ) هو خشب اكتسب مقاومة أكبر للتلف نتيجة لتحول كيميائي طبيعي. وتُعد عملية تكوين الخشب الصلب عملية مُبرمجة وراثيًا تحدث تلقائيًا. ولا يزال هناك بعض الغموض حول ما إذا كان الخشب يموت أثناء تكوين الخشب الصلب، إذ يمكنه التفاعل كيميائيًا مع الكائنات المُسببة للتلف، ولكن لمرة واحدة فقط. ^{[ 16 ]}

يُشتق مصطلح "الخشب القلبي" من موقعه فقط، وليس لأهميته الحيوية للشجرة. ويتضح ذلك من قدرة الشجرة على النمو حتى مع تحلل قلبها بالكامل. تبدأ بعض الأنواع بتكوين الخشب القلبي في مراحل مبكرة من حياتها، لذا فهي تمتلك طبقة رقيقة فقط من الخشب العصاري الحي، بينما يحدث هذا التغيير ببطء في أنواع أخرى. يتميز الخشب العصاري الرقيق بأنواع مثل الكستناء ، والجراد الأسود ، والتوت ، والبرتقال الأوساجي ، والساسافراس ، بينما يُعد الخشب العصاري السميك هو القاعدة في القيقب ، والرماد ، والجوز ، والنبق ، والزان ، والصنوبر. ^{[ 17 ]} بينما لا تُكوّن بعض الأنواع الأخرى الخشب القلبي أبدًا.

غالبًا ما يكون الخشب الصلب مختلفًا بصريًا عن الخشب العصاري الحي، ويمكن تمييزه في المقطع العرضي حيث يميل الحد الفاصل إلى اتباع حلقات النمو. على سبيل المثال، يكون أحيانًا أغمق بكثير. كما أن عمليات أخرى مثل التحلل أو غزو الحشرات قد تُغير لون الخشب، حتى في النباتات الخشبية التي لا تُكوّن خشبًا صلبًا، مما قد يؤدي إلى الالتباس.

الخشب العصاري (أو الخشب الحُصَي ^{[ 18 ]} ) هو الخشب الأصغر والأبعد؛ وهو الخشب الحي في الشجرة النامية ^{[ 19 ]،} وتتمثل وظائفه الرئيسية في نقل الماء من الجذور إلى الأوراق ، وتخزين المخزون المُخزَّن في الأوراق وإطلاقه وفقًا للموسم. وبحلول الوقت الذي تصبح فيه هذه الأوعية والقصبات الخشبية قادرة على نقل الماء، تكون جميعها قد فقدت سيتوبلازمها، وبالتالي تصبح خلاياها ميتة وظيفيًا. يتكون كل خشب الشجرة أولًا كخشب عصاري. وكلما زاد عدد أوراق الشجرة وازداد نموها قوة، زاد حجم الخشب العصاري المطلوب. ولذلك، فإن الأشجار التي تنمو بسرعة في العراء يكون خشبها العصاري أكثر سمكًا بالنسبة لحجمها من أشجار النوع نفسه التي تنمو في الغابات الكثيفة. في بعض الأحيان، قد تصل الأشجار (من الأنواع التي تُكوِّن خشبًا داخليًا) التي تنمو في العراء إلى أحجام كبيرة، يصل قطرها إلى 30 سم (12 بوصة) أو أكثر، قبل أن يبدأ أي خشب داخلي في التكوُّن، على سبيل المثال، في أشجار الجوز الأمريكي التي تنمو في المرحلة الثانوية ، أو أشجار الصنوبر التي تنمو في العراء .  

لا توجد علاقة محددة بين حلقات النمو السنوية وكمية الخشب العصاري. ضمن النوع الواحد، تتناسب مساحة المقطع العرضي للخشب العصاري تقريبًا مع حجم تاج الشجرة. فإذا كانت الحلقات ضيقة، يلزم وجود عدد أكبر منها مقارنةً بالحلقات العريضة. ومع ازدياد حجم الشجرة، يصبح الخشب العصاري إما أرق أو يزداد حجمه بشكل ملحوظ. ويكون الخشب العصاري أكثر سمكًا نسبيًا في الجزء العلوي من جذع الشجرة مقارنةً بالجزء السفلي، نظرًا لصغر عمر وقطر الأجزاء العلوية.

عندما تكون الشجرة صغيرة جدًا، تكون مغطاة بالأغصان تقريبًا، إن لم يكن كلها، حتى الأرض، ولكن مع تقدمها في العمر، تموت بعض هذه الأغصان أو كلها في النهاية، فتتكسر أو تسقط. وقد يُخفي نمو الخشب اللاحق تمامًا بقايا الأغصان التي تبقى على شكل عقد. ومهما كان سطح جذع الشجرة أملسًا وخاليًا من العقد، فإنه يكون مليئًا بالعقد تقريبًا بالقرب من مركزه. ونتيجة لذلك، يكون خشب العصارة في الشجرة القديمة، وخاصةً في الأشجار التي تنمو في الغابات، أقل عقدًا من خشب القلب الداخلي. ولأن العقد في معظم استخدامات الخشب تُعد عيوبًا تُضعف الخشب وتُعيق سهولة تشكيله وخصائصه الأخرى، فمن المنطقي أن تكون قطعة معينة من خشب العصارة، نظرًا لموقعها في الشجرة، أقوى من قطعة من خشب القلب من الشجرة نفسها.

قد تختلف قطع الخشب المقطوعة من شجرة كبيرة اختلافًا كبيرًا، خاصةً إذا كانت الشجرة كبيرة وناضجة. ففي بعض الأشجار، يكون الخشب المتكون في مراحل متأخرة من عمر الشجرة أكثر ليونة وأخف وزنًا وأقل صلابة وأكثر تجانسًا في الملمس من الخشب المتكون في مراحل مبكرة، بينما في أشجار أخرى، يكون العكس صحيحًا. وقد يتوافق هذا مع خشب القلب وخشب العصارة أو لا. ففي جذع كبير، قد يكون خشب العصارة، نظرًا لمرحلة نمو الشجرة، أقل صلابة وقوة ومتانة من خشب القلب السليم من نفس الجذع. أما في الأشجار الصغيرة، فقد يكون العكس صحيحًا.

في الأنواع التي تُظهر فرقًا واضحًا بين الخشب الداخلي والخشب الخارجي، يكون اللون الطبيعي للخشب الداخلي عادةً أغمق من لون الخشب الخارجي، وغالبًا ما يكون التباين واضحًا (انظر قسم جذع شجرة الطقسوس أعلاه). وينتج هذا عن ترسبات مواد كيميائية في الخشب الداخلي، لذا فإن التباين الكبير في اللون لا يعني بالضرورة وجود فرق جوهري في الخصائص الميكانيكية للخشب الداخلي والخشب الخارجي، على الرغم من احتمال وجود اختلاف بيوكيميائي ملحوظ بينهما.

تشير بعض التجارب على عينات من خشب الصنوبر طويل الأوراق الغني بالراتنج إلى زيادة في صلابته، وذلك بفضل الراتنج الذي يزيد من صلابته عند جفافه. يُطلق على هذا النوع من الخشب المشبع بالراتنج اسم "خشب القلب الدهني". تتميز الهياكل المبنية من هذا الخشب بمقاومتها العالية للعفن والنمل الأبيض ، وقابليتها الشديدة للاشتعال. غالبًا ما تُحفر جذوع أشجار الصنوبر طويل الأوراق القديمة، وتُقطع إلى قطع صغيرة، وتُباع كوقود لإشعال النار. قد تبقى هذه الجذوع المحفورة لمدة قرن أو أكثر بعد قطعها. كما أن خشب التنوب المشبع بالراتنج الخام والمجفف تزداد صلابته بشكل كبير.

بما أن خشب المراحل المتأخرة في حلقة النمو عادةً ما يكون أغمق لونًا من خشب المراحل المبكرة، يمكن الاستعانة بهذه الحقيقة في التقييم البصري لكثافة المادة، وبالتالي صلابتها وقوتها. وينطبق هذا بشكل خاص على الأخشاب الصنوبرية. في الأخشاب ذات المسام الحلقية، غالبًا ما تظهر أوعية خشب المراحل المبكرة على السطح المصقول أغمق لونًا من خشب المراحل المتأخرة الأكثر كثافة، على الرغم من أن العكس هو الصحيح عادةً في المقاطع العرضية للخشب الصلب. بخلاف ذلك، لا يُعد لون الخشب مؤشرًا على قوته.

غالباً ما يشير تغير لون الخشب بشكل غير طبيعي إلى حالة مرضية، مما يدل على ضعفه. فالتشققات السوداء في خشب الشوكران الغربي ناتجة عن هجمات الحشرات. أما الخطوط البنية المحمرة الشائعة في خشب الجوز الأمريكي وبعض أنواع الأخشاب الأخرى، فهي في الغالب نتيجة لإصابات الطيور. يُعد تغير اللون مجرد مؤشر على وجود إصابة، وعلى الأرجح لا يؤثر في حد ذاته على خصائص الخشب. تُضفي بعض الفطريات المُسببة للعفن على الخشب ألواناً مميزة تُصبح بالتالي دليلاً على ضعفه. أما التصبغ الطبيعي الناتج عن عصارة الأشجار فيُعزى إلى نمو الفطريات، ولكنه لا يُسبب بالضرورة ضعفاً في الخشب.

يوجد الماء في الخشب الحي في ثلاثة مواقع، وهي:

• في جدران الخلايا
• في محتويات البروتوبلازم للخلايا
• على شكل ماء حر في تجاويف الخلايا وفراغاتها، وخاصة في نسيج الخشب.

في خشب القلب، لا يحدث ذلك إلا في الشكلين الأول والأخير. أما الخشب المجفف تمامًا بالهواء (في حالة توازن مع محتوى الرطوبة في الهواء) فيحتفظ بنسبة 8-16% من الماء في جدران الخلايا، ولا يحتفظ بأي ماء، أو يكاد لا يحتفظ به، في الأشكال الأخرى. حتى الخشب المجفف في الفرن يحتفظ بنسبة ضئيلة من الرطوبة، ولكن يمكن اعتباره جافًا تمامًا، باستثناء الأغراض الكيميائية.

يُؤدي محتوى الماء في الخشب عمومًا إلى جعله أكثر ليونة ومرونة. ويحدث تأثير مماثل في تليين الجلد الخام والورق والقماش. وضمن حدود معينة، كلما زاد محتوى الماء، زاد تأثيره في تليين الخشب. ويمكن قياس رطوبة الخشب باستخدام عدة أنواع من أجهزة قياس الرطوبة .

يؤدي التجفيف إلى زيادة ملحوظة في قوة الخشب، لا سيما في القطع الصغيرة. ومن الأمثلة البارزة على ذلك قطعة خشب التنوب الجافة تمامًا بمساحة مقطع 5  سم، والتي تتحمل حملاً دائمًا يفوق بأربعة أضعاف ما تتحمله قطعة خشب خضراء (غير مجففة) بنفس الحجم.

أكبر زيادة في القوة نتيجة التجفيف تكون في قوة السحق القصوى، والقوة عند حد المرونة في الضغط الطولي؛ يلي ذلك معامل التمزق، والإجهاد عند حد المرونة في الانحناء العرضي، بينما يكون معامل المرونة هو الأقل تأثراً. ^{[ 14 ]}

الخشب مادة غير متجانسة ، ماصة للرطوبة ، خلوية ، وغير متجانسة الخواص (أو تحديدًا، متعامدة الخواص ). يتكون من خلايا، وجدرانها الخلوية مؤلفة من ألياف دقيقة من السليلوز (40-50%) والهيميسليلوز (15-25%) مشبعة باللجنين (15-30%). ^{[ 20 ]}

في أنواع الأشجار الصنوبرية أو الأخشاب اللينة، تتكون خلايا الخشب في الغالب من نوع واحد، وهو القصبات ، ونتيجة لذلك، يكون تركيب المادة أكثر تجانسًا من تركيب معظم الأخشاب الصلبة . ولا توجد أوعية (مسامات) في الخشب الصنوبري كما هو الحال في خشب البلوط والرماد، على سبيل المثال.

تتميز بنية الأخشاب الصلبة بتعقيدها. ^{[ 21 ]} وتتولى الأوعية مهمة توصيل الماء في الغالب : ففي بعض الحالات (كالبلوط والكستناء والرماد) تكون هذه الأوعية كبيرة وواضحة، بينما في حالات أخرى ( كالكستناء والحور والصفصاف ) تكون صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها إلا بعدسة مكبرة. وعند الحديث عن هذه الأخشاب ، جرت العادة على تقسيمها إلى فئتين رئيسيتين: ذات المسام الحلقية وذات المسام المنتشرة . ^{[ 22 ]}

في الأنواع ذات المسام الحلقية، مثل أشجار الدردار، والجراد الأسود، والكتالبا ، والكستناء، والدردار ، والجوز، والتوت ، والبلوط، ^{[ 22 ]} تتركز الأوعية أو المسام الأكبر (كما تُسمى المقاطع العرضية للأوعية) في جزء حلقة النمو المتكونة في الربيع، مما يُشكل منطقة ذات نسيج مفتوح ومسامي إلى حد ما. أما باقي الحلقة، المتكون في الصيف، فيتكون من أوعية أصغر ونسبة أكبر بكثير من ألياف الخشب. هذه الألياف هي العناصر التي تُعطي الخشب قوته ومتانته، بينما تُعد الأوعية مصدرًا للضعف. ^{[ 23 ]}

في الأخشاب ذات المسام المنتشرة، تكون المسام متساوية الحجم، مما يسمح بتوزيع قدرة توصيل الماء على كامل حلقة النمو بدلاً من تجمعها في شريط أو صف. ومن أمثلة هذا النوع من الأخشاب: خشب الألدر ، ^{[ 22 ]} وخشب الزيزفون ، ^{[ 24 ]} وخشب البتولا ، ^{[ 22 ]} وخشب كستناء الحصان، والقيقب، والصفصاف ، وأنواع الحور مثل الحور الرجراج، والحور القطني، والحور. [22] وتقع بعض الأنواع، مثل الجوز والكرز ^{، على الحد} الفاصل بين هذين النوعين، لتشكل مجموعة وسيطة. ^{[ 24 ]}

تُنتج بعض النباتات أحادية الفلقة ، والتي تُعرف أيضاً بالعامية باسم الخشب، مواد إنشائية تُشبه في خصائصها العامة الأخشاب العادية، أو أخشاب ذوات الفلقتين، أو الأخشاب الصنوبرية. ومن بين هذه النباتات، يُعدّ الخيزران ، الذي ينتمي نباتياً إلى فصيلة النجيليات، ذا أهمية اقتصادية كبيرة، حيث تُستخدم سيقانه الكبيرة على نطاق واسع كمادة بناء وتشييد، وفي صناعة الأرضيات الهندسية والألواح والقشرة . كما تُعدّ أشجار النخيل مجموعة نباتية رئيسية أخرى تُنتج مواد تُسمى غالباً بالخشب . أما نباتات مثل الباندانوس والدراسينا والكورديلين ، فهي أقل أهمية بكثير . ومع كل هذه المواد، فإن بنية وتركيب المادة الخام المُعالجة تختلف تماماً عن الخشب العادي.

تُعدّ الكثافة النوعية أهمّ خاصية للخشب كمؤشر على جودته (تيميل، 1986)، ^{[ 26 ]} إذ يتحدد بها كلٌّ من إنتاجية اللب وقوة الخشب. الكثافة النوعية هي نسبة كتلة المادة إلى كتلة حجم مماثل من الماء؛ أما الكثافة فهي نسبة كتلة كمية من المادة إلى حجم تلك الكمية، وتُقاس بوحدة الكتلة لكل وحدة من المادة، مثلاً، غرام لكل ملليلتر (غ/سم³ ^أو غ/مل). ويُعتبر المصطلحان متكافئين تقريبًا عند استخدام النظام المتري. عند التجفيف، ينكمش الخشب وتزداد كثافته. ترتبط القيم الدنيا بالخشب الأخضر (المشبع بالماء) وتُعرف بالكثافة النوعية الأساسية (تيميل، 1986). ^{[ 26 ]}

يسرد مختبر منتجات الغابات الأمريكي مجموعة متنوعة من الطرق لتحديد الوزن النوعي (G) والكثافة (ρ) للخشب: ^{[ 27 ]}

اعتمدت شركة FPL معيارَي G_{_b} و G _₁₂ لقياس الكثافة النوعية، وفقًا لمعيار ASTM D2555 ^{[ 28 ]} . هذه المعايير مفيدة علميًا، لكنها لا تمثل أي حالة قد تحدث فعليًا. كما يوفر دليل FPL للخشب صيغًا لتحويل أي من هذه القياسات تقريبًا إلى أي قياس آخر.

تتحدد كثافة الخشب من خلال عوامل نمو وعوامل فسيولوجية متعددة تتحد لتشكل "خاصية واحدة للخشب يسهل قياسها إلى حد ما" (إليوت 1970). ^{[ 29 ]}

يؤثر كل من العمر، والقطر، والارتفاع، والنمو القطري (في الجذع)، والموقع الجغرافي، وظروف الموقع والنمو، والمعالجة الحرجية ، ومصدر البذور، بدرجات متفاوتة، على كثافة الخشب. ومن المتوقع وجود تباين. وقد قاس جهاز الغابات التابع لوزارة الزراعة الأمريكية معامل تباين للوزن النوعي للخشب بنسبة 10% ^{[ 30 ]} . بعبارة أخرى، تقع حوالي 68% (انحراف معياري) من العينات ضمن نطاق ±10% من متوسط ​​الوزن النوعي لنوع معين. وفي الشجرة الواحدة، غالبًا ما يكون التباين في كثافة الخشب مساويًا أو حتى أكبر من التباين بين الأشجار المختلفة (تيميل 1986) ^{[ 26 ]} . ويمكن أن يحدث تباين الوزن النوعي داخل جذع الشجرة في الاتجاه الأفقي أو الرأسي.

نظرًا لأن الكثافة النوعية كما عُرّفت أعلاه تستخدم حالة غير واقعية، يميل النجارون إلى استخدام "متوسط ​​الوزن الجاف"، وهي كثافة مبنية على الكتلة عند محتوى رطوبة 12% والحجم عند نفس النسبة (ρ ₁₂ ). تتحقق هذه الحالة عندما يكون الخشب في حالة توازن رطوبة مع الهواء عند رطوبة نسبية تبلغ حوالي 65% ودرجة حرارة 30  درجة مئوية (86  درجة فهرنهايت). تُقاس هذه الكثافة بوحدة كجم/م³ ^أو رطل/قدم³ . إذا كنت تعرف الكثافة النوعية عند محتوى رطوبة 12%، G ¹² (من دليل الخشب)، فاضربها في 1120 للحصول على متوسط ​​الوزن الجاف عند محتوى رطوبة 12%، ρ _{12 ،} بوحدة كجم/م³ ^. على سبيل المثال، إذا كانت G ₁₂ تساوي 0.40، فإن متوسط ​​الوزن الجاف هو ρ ₁₂ = 0.40 × 1120 = 448 كجم/ ^م³ . يمكنك أيضًا العثور على قيم الوزن الجاف في منشورين آخرين صادرين عن FPL، وهما الأخشاب الصلبة في أمريكا الشمالية ^{[ 31 ]} والأخشاب اللينة في أمريكا الشمالية. ^{[ 32 ]}

تُبيّن الجداول التالية الخصائص الميكانيكية لأنواع الأخشاب ونباتات صناعة الأخشاب، بما في ذلك الخيزران. انظر أيضًا الخصائص الميكانيكية لأخشاب صناعة الآلات الموسيقية للاطلاع على خصائص إضافية.

خصائص الخشب: ^{[ 33 ] [ 34 ]}

خصائص الخيزران: ^{[ 35 ] [ 34 ]}

إلى جانب البوليمرات البنيوية ، أي السليلوز والهيميسليلوز واللجنين ( اللجنين السليلوزي )، يحتوي الخشب على مجموعة واسعة من المكونات غير البنيوية، تتألف من مركبات عضوية منخفضة الوزن الجزيئي ، تُسمى المستخلصات . توجد هذه المركبات في الفراغ خارج الخلوي ، ويمكن استخلاصها من الخشب باستخدام مذيبات متعادلة مختلفة ، مثل الأسيتون . ^{[ 39 ]} يوجد محتوى مماثل في ما يُسمى بالإفرازات التي تُنتجها الأشجار استجابةً للتلف الميكانيكي أو بعد تعرضها لهجوم من الحشرات أو الفطريات . ^{[ 40 ]} على عكس المكونات البنيوية، يختلف تركيب المستخلصات اختلافًا كبيرًا ويعتمد على العديد من العوامل. ^{[ 41 ]} تختلف كمية المستخلصات وتركيبها بين أنواع الأشجار، وأجزاء مختلفة من الشجرة نفسها، وتعتمد على عوامل وراثية وظروف النمو، مثل المناخ والجغرافيا. ^{[ 39 ]}

على سبيل المثال، تحتوي الأشجار بطيئة النمو والأجزاء العلوية منها على نسبة أعلى من المستخلصات. وبشكل عام، يكون الخشب اللين أغنى بالمستخلصات من الخشب الصلب . ويزداد تركيزها من الكامبيوم إلى النخاع . كما تحتوي اللحاء والأغصان على مستخلصات. ورغم أن المستخلصات تمثل نسبة ضئيلة من محتوى الخشب، عادةً أقل من 10%، إلا أنها شديدة التنوع، وبالتالي تُحدد التركيب الكيميائي لأنواع الخشب. [ ^{42 ] معظم} المستخلصات هي نواتج أيضية ثانوية، وبعضها يعمل كسلائف لمواد كيميائية أخرى. تُظهر مستخلصات الخشب أنشطة مختلفة، فبعضها يُنتج استجابةً للجروح، وبعضها الآخر يُشارك في الدفاع الطبيعي ضد الحشرات والفطريات. ^{[ 43 ] [ 44 ]}

تساهم هذه المركبات في خصائص فيزيائية وكيميائية متنوعة للخشب، مثل لونه ورائحته ومتانته وخصائصه الصوتية وامتصاصه للرطوبة وقدرته على الالتصاق وسرعة جفافه. ^{[ 42 ]} ونظرًا لهذه التأثيرات، تؤثر مستخلصات الخشب أيضًا على خصائص اللب والورق، والأهم من ذلك أنها تُسبب العديد من المشاكل في صناعة الورق . بعض هذه المستخلصات عبارة عن مواد فعالة سطحيًا، وتؤثر حتمًا على خصائص سطح الورق، مثل امتصاص الماء والاحتكاك والقوة. ^{[ 39 ]} غالبًا ما تُسبب المستخلصات المحبة للدهون ترسبات لزجة أثناء عملية لب الكرافت ، وقد تترك بقعًا على الورق. كما تُساهم هذه المستخلصات في رائحة الورق، وهو أمر مهم عند صناعة مواد ملامسة الطعام .

معظم مستخلصات الخشب محبة للدهون ، وجزء صغير منها فقط قابل للذوبان في الماء. ^{[ 40 ]} يحتوي الجزء المحب للدهون من المستخلصات، والذي يُشار إليه مجتمعًا باسم راتنج الخشب، على دهون وأحماض دهنية ، وستيرولات وإسترات ستيرولية، وتربينات ، وتربينويدات ، وأحماض راتنجية ، وشموع . [ ^{45 ] يؤدي} تسخين الراتنج، أي التقطير ، إلى تبخير التربينات المتطايرة ، تاركًا المكون الصلب - الصمغ . يُطلق على السائل المركز للمركبات المتطايرة المستخلص أثناء التقطير بالبخار اسم الزيت العطري . يوفر تقطير الراتنج الزيتي المُستخرج من العديد من أنواع الصنوبر الصمغ وزيت التربنتين . ^{[ 46 ]}

يمكن تصنيف معظم المستخلصات إلى ثلاث مجموعات: المركبات الأليفاتية ، والتربينات ، والمركبات الفينولية . ^{[ 39 ]} وتكون الأخيرة أكثر قابلية للذوبان في الماء وعادة ما تكون غائبة في الراتنج.

• تشمل المركبات الأليفاتية الأحماض الدهنية، والكحولات الدهنية وإستراتها مع الجلسرين ، والكحولات الدهنية (الشموع)، والستيرولات (إسترات الستيرول). كما توجد الهيدروكربونات ، مثل الألكانات ، في الخشب. السوبرين هو بوليستر، يتكون من أحماض السوبرين والجلسرين، ويوجد بشكل رئيسي في اللحاء . تُعد الدهون مصدرًا للطاقة لخلايا الخشب. ^{[ 40 ]} أكثر أنواع الستيرولات شيوعًا في الخشب هو السيتوستيرول ، وأقل شيوعًا السيتوستانول ، والسيتروستادينول ، والكامبيستيرول ، أو الكوليسترول . ^{[ 39 ]}
• تشمل التربينات الرئيسية الموجودة في الخشب اللين أحادي التربين ، وثلاثي التربين ، وثنائي التربين . ^{[ 40 ]} في الوقت نفسه، يختلف تركيب التربين في الخشب الصلب اختلافًا كبيرًا، حيث يتكون من ثلاثي التربينويدات ، والبوليبرينولات ، وغيرها من التربينات الأعلى. ومن أمثلة أحادي وثنائي وسيسكويتربين: ألفا وبيتا بينين ، و3-كارين ، وبيتا ميرسين ، والليمونين ، والثوجابليسين ، وألفا وبيتا فيلاندرين ، وألفا مورولين، ودلتا كادينين ، وألفا ودلتا كادينول ، وألفا وبيتا سيدرين ، والجونيبرول ، واللونجيفولين ، وسيس -أبينول ، والبورنيول ، وحمض البينيفوليك، والنوتكاتين، والشانوتين، والفيتول، والجيرانيل لينالول ، وبيتا إبيمانول، والمانويلوكسيد، والبيمارال، والبيمارول. عادةً ما تكون أحماض الراتنج من التربينويدات ثلاثية الحلقات ، ومن أمثلتها حمض البيماريك ، وحمض السانداراكوبيماريك ، وحمض الإيزوبيماريك ، وحمض الأبييتيك ، وحمض الليفوبيماريك ، وحمض البالوستريك ، وحمض النيوأبييتيك، وحمض الديهيدروأبييتيك . كما توجد أحماض راتنجية ثنائية الحلقات ، مثل حمض اللامبرتيانيك، وحمض الكومونيك ، وحمض الزئبقيك، وحمض السيكوهيدروأبييتيك. أما السيكلوأرتينول ، والبيتولين، والسكوالين فهي تربينويدات ثلاثية الحلقات تُستخلص من الأخشاب الصلبة. ومن أمثلة متعددات التربين في الخشب: المطاط ( متعدد التربين من نوع سيس )، والجوتا بيركا ( متعدد التربين من نوع ترانس )، والجوتا بالاتا ( متعدد التربين من نوع ترانس )، والبيتولابرينولات ( متعددات التربين غير الحلقية ). ^{[ 39 ] [ 40 ]} وتُعدّ أحاديات التربين وثلاثيات التربين الموجودة في الأخشاب اللينة مسؤولة عن الرائحة المميزة لغابات الصنوبر . ^{[ 39 ]} تُستخدم العديد من أحاديات التربين، مثل بيتا-ميرسين ، في تحضير النكهات والعطور . ^{[ 40 ]} توجد التروبولونات ، مثل هينوكيتيول وغيرها من الثوجابليسينات ، فيتتميز الأشجار المقاومة للتعفن بخصائص مبيدة للفطريات والحشرات . ترتبط التروبولونات بقوة بأيونات المعادن، وقد تُسبب تآكلًا في عملية التخمير في لب الكرافت . ونظرًا لخصائصها في ربط المعادن ونقل الأيونات ، تُستخدم الثوجابليسينات بشكل خاص في التجارب الفيزيولوجية. ^{[ 47 ]} دُرست أنشطة بيولوجية أخرى للثوجابليسينات في المختبر ، مثل مبيد الحشرات، ومضاد التسمير، ومضاد الفيروسات، ومضاد البكتيريا، ومضاد الفطريات، ومضاد التكاثر، ومضاد الأكسدة. ^{[ 48 ] [ 49 ]}
• توجد المركبات الفينولية بكثرة في الأخشاب الصلبة ولحاء الأشجار. ^{[ 40 ]} ومن أشهر مكونات الخشب الفينولية: الستيلبينات (مثل البينوسيلفين )، والليغنانات (مثل البينوريسينول ، والكونيديندرين، وحمض البليكيتيك ، والهيدروكسيماتيريسينول )، والنورليغنانات (مثل النياسول ، والبيوروسيدات A وB، والهيدروكسيسوجيريسينول، والسيكيرين-C)، والتانينات (مثل حمض الغاليك ، وحمض الإيلاجيك )، والفلافونويدات (مثل الكريسين ، والتاكسيفولين ، والكاتشين ، والجينيستين ). تتمتع معظم المركبات الفينولية بخصائص مضادة للفطريات، مما يحمي الخشب من التلف الفطري . ^{[ 40 ]} وتؤثر المركبات الفينولية، إلى جانب النيوليغنانات، على لون الخشب. وتُعد أحماض الراتنج والمركبات الفينولية من أهم الملوثات السامة الموجودة في مخلفات صناعة اللب غير المعالجة . ^{[ 39 ]} تُعدّ المركبات البوليفينولية من أكثر الجزيئات الحيوية وفرةً التي تُنتجها النباتات، مثل الفلافونويدات والتانينات . تُستخدم التانينات في صناعة الجلود ، وقد أظهرت أنشطة بيولوجية متنوعة. ^{[ 42 ]} تتميز الفلافونويدات بتنوعها الكبير وانتشارها الواسع في المملكة النباتية ، ولها العديد من الأنشطة والأدوار البيولوجية. ^{[ 40 ]}

ارتفع الإنتاج العالمي للأخشاب المستديرة من 3.5 مليار متر مكعب عام 2000 إلى 4 مليارات متر مكعب عام 2021. وفي عام 2021، كان حطب الوقود المنتج الرئيسي بنسبة 49% من الإجمالي (2 مليار متر مكعب )، يليه الأخشاب المستديرة الصناعية الصنوبرية بنسبة 30% (1.2 مليار متر مكعب )، ثم الأخشاب المستديرة الصناعية غير الصنوبرية بنسبة 21% (0.9 مليار متر مكعب ). وتُعد آسيا والأمريكتان المنطقتين الرئيسيتين المنتجتين، حيث تُساهمان بنسبة 29% و28% من إجمالي إنتاج الأخشاب المستديرة على التوالي؛ بينما تُساهم أفريقيا وأوروبا بنسب متقاربة تتراوح بين 20% و21%، في حين تُنتج أوقيانوسيا النسبة المتبقية البالغة 2%. ^{[ 50 ]}

للخشب تاريخ طويل في استخدامه كوقود، ^{[ 51 ]} وهو استخدام لا يزال مستمراً حتى يومنا هذا، وخاصة في المناطق الريفية حول العالم. يُفضل الخشب الصلب على الخشب اللين لأنه يُنتج دخاناً أقل ويحترق لفترة أطول. غالباً ما يُنظر إلى إضافة موقد حطب أو مدفأة إلى المنزل على أنها تُضفي جواً دافئاً ومريحاً. وتعتمد العديد من الدول ذات الدخل المنخفض والمتوسط ​​على الخشب لأغراض الطاقة (وخاصة الطهي).

خشب اللب هو خشب يتم إنتاجه خصيصاً لاستخدامه في صناعة الورق.

لطالما كان الخشب مادة بناء أساسية منذ أن بدأ الإنسان ببناء الملاجئ والمنازل والقوارب. وكانت جميع القوارب تقريبًا تُصنع من الخشب حتى أواخر القرن التاسع عشر، ولا يزال الخشب شائع الاستخدام في صناعة القوارب حتى اليوم. وقد استُخدم خشب الدردار تحديدًا لهذا الغرض لمقاومته التلف طالما بقي رطبًا (كما استُخدم أيضًا في أنابيب المياه قبل ظهور أنظمة السباكة الحديثة).

يُعرف الخشب المستخدم في أعمال البناء في أمريكا الشمالية باسم "الخشب المقطوع" . أما في أماكن أخرى، فيُشير مصطلح "الخشب المقطوع" عادةً إلى الأشجار المقطوعة، بينما يُطلق على الألواح المنشورة الجاهزة للاستخدام اسم "الخشب" . ^{[ 53 ]} في أوروبا في العصور الوسطى، كان خشب البلوط هو الخيار الأمثل لجميع أعمال البناء الخشبية، بما في ذلك العوارض والجدران والأبواب والأرضيات. أما اليوم، فيُستخدم نطاق أوسع من أنواع الأخشاب: فالأبواب الخشبية الصلبة تُصنع غالبًا من خشب الحور ، والصنوبر ذي العقد الصغيرة ، وخشب التنوب دوغلاس .

تُبنى المساكن الجديدة في أجزاء كثيرة من العالم اليوم عادةً باستخدام الهياكل الخشبية. وتكتسب منتجات الخشب المُصنّع أهمية متزايدة في قطاع البناء، حيث تُستخدم في المباني السكنية والتجارية على حد سواء كمواد إنشائية وجمالية.

في المباني المصنوعة من مواد أخرى، سيظل الخشب موجودًا كمادة داعمة، خاصة في بناء الأسقف، وفي الأبواب الداخلية وإطاراتها، وككسوة خارجية.

كما يُستخدم الخشب بشكل شائع كمادة للقوالب لتشكيل القالب الذي يُصب فيه الخرسانة أثناء بناء الخرسانة المسلحة .

الأرضيات

الأرضيات الخشبية الصلبة هي أرضيات تُفرش بألواح أو عوارض مصنوعة من قطعة واحدة من الخشب، وعادةً ما يكون من الخشب الصلب. ولأن الخشب يمتص الرطوبة من البيئة المحيطة به ثم يفقدها، فإن عدم استقراره المحتمل يحدّ فعلياً من طول وعرض الألواح. عادةً ما تكون الأرضيات الخشبية الصلبة أرخص من الأخشاب المُهندسة، ويمكن صنفرة المناطق التالفة وإعادة طلائها مراراً وتكراراً، ولا يحدّ من عدد مرات الصنفرة سوى سُمك الخشب فوق اللسان. استُخدمت الأرضيات الخشبية الصلبة في الأصل لأغراض إنشائية، حيث كانت تُركّب عمودياً على عوارض الدعم الخشبية للمبنى (الروافد أو الركائز)، ولا يزال الخشب الصلب المستخدم في البناء يُستخدم غالباً في أرضيات الملاعب الرياضية، بالإضافة إلى معظم أنواع الأرضيات الخشبية التقليدية، والفسيفساء ، والباركيه .

لطالما استُخدم الخشب على نطاق واسع في صناعة الأثاث ، مثل الكراسي والأسرة. كما يُستخدم أيضاً في صناعة مقابض الأدوات وأدوات المائدة، مثل عيدان الطعام وأعواد الأسنان وغيرها من الأدوات، مثل الملعقة الخشبية والقلم الرصاص .

تشمل التطورات المستقبلية تطبيقات جديدة لغراء اللجنين ، وتغليف المواد الغذائية القابل لإعادة التدوير، وتطبيقات استبدال إطارات السيارات المطاطية، والعوامل الطبية المضادة للبكتيريا، والأقمشة أو المواد المركبة عالية المتانة. ^{[ 56 ]} ومع استمرار العلماء والمهندسين في تعلم وتطوير تقنيات جديدة لاستخلاص مكونات مختلفة من الخشب، أو تعديله، على سبيل المثال بإضافة مكونات إليه، ستظهر منتجات جديدة أكثر تطورًا في السوق. كما يمكن للمراقبة الإلكترونية لمحتوى الرطوبة أن تعزز حماية الخشب في الجيل القادم. ^{[ 57 ]}

لطالما استُخدم الخشب كوسيلة فنية . فقد استُخدم لصنع المنحوتات والنقوش لآلاف السنين. ومن الأمثلة على ذلك أعمدة الطوطم التي نحتها السكان الأصليون لأمريكا الشمالية من جذوع الأشجار الصنوبرية، وغالباً ما تكون من خشب الأرز الأحمر الغربي ( Thuja plicata ).

تشمل الاستخدامات الأخرى للخشب في الفنون ما يلي:

• الطباعة والنقش على الخشب
• يمكن استخدام الخشب كسطح للرسم عليه، كما هو الحال في الرسم على الألواح الخشبية.
• تُصنع العديد من الآلات الموسيقية في الغالب أو كليًا من الخشب.

تُصنع أنواع عديدة من المعدات الرياضية من الخشب، أو كانت تُصنع منه في الماضي. على سبيل المثال، تُصنع مضارب الكريكيت عادةً من خشب الصفصاف الأبيض . أما مضارب البيسبول المُرخصة للاستخدام في دوري البيسبول الرئيسي، فتُصنع غالبًا من خشب الدردار أو الجوز ، وفي السنوات الأخيرة أصبحت تُصنع من خشب القيقب رغم أنه أكثر هشاشة. وتُصنع ملاعب الرابطة الوطنية لكرة السلة تقليديًا من الباركيه .

كانت العديد من أنواع المعدات الرياضية والترفيهية الأخرى، مثل الزلاجات وعصي هوكي الجليد وعصي اللاكروس وأقواس الرماية ، تُصنع في الماضي من الخشب، ولكنها استُبدلت منذ ذلك الحين بمواد أكثر حداثة مثل الألومنيوم والتيتانيوم أو المواد المركبة مثل الألياف الزجاجية وألياف الكربون . ومن الأمثلة البارزة على هذا التوجه مجموعة مضارب الجولف المعروفة باسم " الخشبية" ، والتي كانت رؤوسها تُصنع تقليديًا من خشب البرسيمون في بدايات لعبة الجولف، ولكنها تُصنع الآن عمومًا من المعدن أو (خاصة في حالة مضارب القيادة ) من مركبات ألياف الكربون.